C++模板元编程（6）模板参数替换（Template argument substitution）

文章目录

- 1、什么是模板参数替换
- 2、实例
- 3、模板参数替换规则

1、什么是模板参数替换

模板参数替换（Template argument substitution）：在函数模板实例化的过程中，模板参数会被替换为实际的参数类型或值。这个替换过程称为模板参数替换。它发生在编译时，根据函数调用时传递的实际参数类型或值来替换函数模板中的模板参数。

注意和模板参数推导这个概念区分开来。

模板参数推导（Template argument deduction）：当我们调用一个函数模板时，编译器会尝试推导出模板参数的具体类型。这个推导过程称为模板参数推导。它使编译器能够根据传递给函数的实参来自动确定模板参数的类型。

简而言之，模板参数替换是指在函数模板实例化时将模板参数替换为具体的类型或值，而模板参数推导是指在函数调用时根据实际参数自动确定模板参数的具体类型。

2、实例

以下是示例代码，展示了模板参数替换和模板参数推导的使用：

template <typename T>
void printType(T value) {std::cout << "Type: " << typeid(value).name() << std::endl;
}template <typename T>
void add(T a, T b) {T result = a + b;std::cout << "Sum: " << result << std::endl;
}int main() {printType<int>(5);// 模板参数替换：将T替换为int，生成void printType(int value)add(3, 4);// 模板参数推导：根据实际的参数类型推导出T的类型为int，生成void add(int a, int b)return 0;
}

在这个例子中，我们使用printType函数模板来打印参数的类型。通过显式实例化调用printType，我们进行了模板参数替换。

另外，我们使用add函数模板来计算两个数的和。通过使用add(3, 4)进行函数调用，编译器根据实际的参数类型推导出模板参数的具体类型为int，进行了模板参数推导。

3、模板参数替换规则

在函数模板参数替换过程中，所有数组和函数类型的函数参数都会被调整为指针，并且函数参数的顶层cv限定符会被移除（与常规函数声明相同）。

这意味着在进行函数模板参数替换后，所有数组类型的函数参数都会自动调整为指向数组元素的指针，同时，函数参数的顶层const和volatile限定符会被移除。

需要注意的是，这种移除顶层cv限定符的操作不会影响函数内部参数的类型，即在函数内部使用这些参数时，其类型仍然保持原样。

看几个例子就懂了。

例子1 顶层const、volatile被移除

理解这个概念的一个重要原因是，通过移除顶层const和volatile限定符，函数模板可以更灵活地处理各种类型的参数。

考虑以下示例：

template <typename T>
void foo(T param);int main() {const int x = 10;volatile double y = 3.14;foo(x);  // 推导出：void foo(const int param)foo(y)： // 推导出：void foo(volatile double param)return 0;
}